Устройство для вычисления логарифмов

Устройство для вычисления логарифмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1i >1 4791 IO

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.03.72 (21) 1763543/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 02.10.75 (51) М. Кл. G 061 7/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 681.325.5 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Богородицкий, А. А. Мельников и А. Г. Рыжевский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ

Устройство относится к области вычислительной техники и мом<ет быть использовано в измерительных устройствах и устройствах автоматики.

Известно устройство для вычисления логарифмов чисел, представленных число-импульсными кодами, содержащее триггеры, реверсивный счетчик, счетчики, сдвигающий регистр, схемы «И», груп ну схем «И», генератор тактовых импульсов, входы «Код числа», «Начало числа», «Конец числа». Вход «Начало числа» соединен с входом установки «1» псрвого триггера, вы од «1» этого триггера — с первым входом первой схемы «И», второй вход этой схемы «И» — с входом «Код числа». Вход «Конец числа» связан с входом установки «0» первого и второго тригтеров, вход «1» младшего разряда сдвигающего регистра — с входом

«1» первого триггера, а выходы «1» триггеров регистра — с первыми входами группы соответствующих схем «И», вторые входы которых подключены к выходу пергой схемы «И». Выходы группы схем «И» соединены с входами установки «1» одноименных триггеров реверсивного счетчика, а выход «1» триггера старшего разряда этого счстчика — со своим входом установки «1». сдвигающим входом сдвигающего регистра и входом установки «О» второго триггера.

Однако такие устройства имеют сложную схему вычисления поправок мантиссы логарифма. Эта схема усложняется еще больше, если требуется вычислять десятичные логарифмы чисел.

5 Цель изобретения — упрощение устройства.

Это достигается тем, что в него введены умножитель, управляемый делитель и дешифратор. Выход генератора тактовых импульсов, выходы «О» первого и второго триггеров под10 ключены к соответствующим входам второй схемы «И», выход этой схемы «И» — к первым входам умножителя и управляемого делителя. Выход умножителя соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и с вторым

15 входом у множителя, входы третьей схемы

«И» — соответственно с выходом «1» первого триггера и входом «1» второго триггера, а выход ее — с входом первого счетчика, Первый выход управляемого делителя связан с входом

20 дешифратора, выход дешифратора — с вторым входом управляемого делителя, второй выход которого соединен с входом второго счетчика.

На чертеже представлена схема устройства, где 1 — счетчик; 2 — реверсивный счетчик; 3—

25 сдвигающий регистр; 4, 5 — триггеры; 6, 7, 8 — схемы «И»; 9 — группа схем «И»; 10 — re нератор тактовых импульсов; 11 — управляе мый делитель; 12 — дешифратор; 13 — счет: чик; 14 — умножитель; 15, 16 — входы умно30 жителя; 17 — выход умножителя; 18 — вычтт470110

20

25 т

2((, 30

N,= NЖ, Fr

2((ь

35 откуда

"т .t

Л, = е

2""

IgN, =

45

65 тающий вход реверсивного счетчика; 19— вход «Код числа»; 20 — вход «Начало числа»;

21 — вход «Конец числа».

Устройство функционирует следующим образом.

На вход 19 поступает число-импульсный код числа Л(, логарифм которого вычисляется, на входы 20 и 21 — команды, соответствующие началу и концу поступления числа.

Устройство формирует код IgN, который может быть представлен в требуемой системе счисления.

Работа устройства основана на том, что любое число можно представить в виде

N = М 10", тогда lg N =- и + lg М, где п является характеристикой, а 1дМ вЂ” мантиссой, т. е. числа, отличающиеся только порядком, имеют одинаковые мантиссы.

Если число N задается с точностью 0,1о((о, что достаточно для большинства практических случаев, то у него должно быть не менее

10" = 1000 градаций.

В этом случае устройсгво до числа N= 10 вычисляет логарифм каждого целого числа, а в последующих декадных интервалах 10 — 104, 104 — 10 и т. д. только логарифмы соответствующих 10 чисел.

Процесс преобразования состоит из двух циклов. В первом цикле вычисляется характеристика логарифма числа, а во втором — мантисса.

Работает устройство следующим образом.

Перед началом преобразования устройство занимает исходное положение, при этом триггер 4 устанавливается в «О», а триггер 5— в «1». По команде, поступающей на вход 20, триггер 4 устанавливается в «1» и открывает схемы «И» 6, 7, одновременно заносится «1» в первый разряд сдвигающего регистра 3, открывается первая схема группы схем «И» 9, остальные схемы «И» 9 закрыты. Схемы «И»

9 подключены к суммирующим входам разрядов реверсивного счетчика 2. Коэффициент пересчета реверсивного счетчика равен 10 (реверсивный счетчик работает в десятичном коде).

Число, представленное импульсами, поступает на вход 19. Через схему «И» 7 импульсы подаются на реверсивный счетчик 2 через соответствующую схему из группы 9. Если код числа больше десяти, то импульс переполнения старшей декады через схему «И» 6 поступает в счетчик 1 — счетчик характеристики, а также записывает в старшую декаду «1» и осуществляет сдвиг единицы B сдвигающем регистре 3 на разряд влево. При этом первая схема «И» из группы 9 закрывается, а следующая — открывается. Коэффициент деления реверсивного счетчика 2 становится равным

90. Следующий импульс переполнения реверсивного счетчика — 10 — импульс входного числа. Он проводит указанные операции. Следующее переполнение происходит при поступлении 10 импульсов, т. е..при 10-", где N>— число импульсов, прошедших в счетчик 1.

Таким образом, в счетчике 1 формируется характеристика логарифма числа N=FoT, где

Го — частота поступающих на вход 19 импульсов кода N; Т вЂ” время поступления кода IV.

За время T в m старших разрядах реверсивного счетчика накапливается число импульсов, которое в общем случае может быть представлено кодом Л, определяемым выражением т

Л, = 10 " JF,dt= 1О" - .N. о

Сигналом по входу 21 «Конец числа» устанавливаются в «О» триггеры 4, 5, при этом открывается схема «И» 8 и закрываются схемы

«И» 6, 7.

Во втором цикле импульсы с генератора 10 через схему «И» 8 .поступают на вход двоичного умножителя 14 и через управляемый делитель 11 на вход счетчика 13. Частота на выходе схемы умножителя определяется выражением где т — число разрядов умножителя;

N(, — код начальной установки умножителя;

F, — частота генератора 10.

Код N можно найти из уравнения

Импульсы с выхода умножителя одновременно поступают на вычитающий вход т-го разряда реверсивного счетчика 2 и второй вход умножителя. При вычитании из N импульсов на выходе реверсивного счетчика 2 появляется импульс, триггер 5 устанавливается в «1», схема «И» 8 закрывается.

При этом код У,=N, откуда

InN, =-"т

2(п где to — время преобразования во втором цикле. т

Ig Л, = ln N, lg е =- —.t, lg e.

2(((, Так как Ig N,(ln М„то lg N, можно получить путем деления число-импульсного кода, поступающего на вход 15 умножителя, на определенное число.

Коэффициент деления управляемого делителя 11 устанавливается с помощью дешифратора 12. При достижении в управляемом делителе соответствующего кода он сбрасывается в нуль. В счетчике 13 в конце цикла форми руется код IgN>. Реверсивный счетчик 2 имсет

479110 число разрядов, необходимое только для записи мантиссы числа N.10""- .

Таким образом, в счетчиках 1 и 13 получен логарифм числа N, которое может задаваться либо интервалом Т, либо частотой импульсов

Fo. Счетчики 1 и 13 могут быть выполнены в любой системе счисления.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления логарифмов, содержащее триггеры, реверсивный счетчик, счетчики, сдвигающий регистр, схемы «И», группу схем «И», генератор тактовых импульсов, входы «Код числа», «Начало числа», «Конец числа», причем вход «Начало числа» соединен с входом установки «1» первого триггера, выход «1» которого соединен с первым входом первой схемы «И», второй вход которой соединен с входом «Код числа»; вход «Конец числа» соединен с входом установки «О» первого и второго триггеров; вход «1» младшего разряда сдвигающего регистра соединен с входом «1» первого триггера, а выходы «1» триггеров регистра соединены с .первыми входами группы соответствующих схем «И», вторые входы которых соединены с выходом первой схемы «И»; выходы группы схем «И» соединены с входами установки «1» одноименных триггеров реверсивного счетчика, выход «1»

5 триггера старшего разряда которого соединен со своим входом установки «1», сдвигающим входом сдвигающего регистра и входом установки «О» второго триггера, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью упрощения устройства, 10 в него введены умножитель, у правляемый делитель и дешифратор, причем выход генератора тактовых импульсов, выходы «О» первого и второго триггеров соединены с соответствующими входами второй схемы «И», выход ко15 торой соединен с первыми входами умножителя и управляемого делителя; выход умножителя соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и с вторым входом умножителя; входы третьей схемы «И» соединены

20 соответственно с выходом «1» первого триггера и входом «1» второго триггера, а выход ее — с входом первого счетчика; первый выход управляемого делителя соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с вторым

25 входом управляемого делителя, второй выход которого соединен с входом второго счетчика.